Предлагаемая читателю книга посвящена рассмотрению актуальной проблемы современной генетики --- изучению и расшифровке геномов (определению полной структуры ДНК) живых организмов, включая геном человека. Полная информация о фундаментальных открытиях в этой области доступна в основном узким специалистам по публикациям в научных журналах, преимущественно на английском языке. В качестве схемы исторического развития генетики автором принята периодизация Н.П.Дубинина: эпоха классической генетики (1900--1930), эпоха неоклассицизма (1930--1953) и эпоха молекулярной генетики (начиная с 1953 г.). В первой части монографии рассмотрены структура и функционирование генетического материала как молекулярно-генетические основы геномики. Отдельная глава посвящена описанию классической мегасистематики высших таксонов древа жизни, а также современной мегасистематики на основе молекулярных реконструкций. Во второй части книги анализируется массив данных по геномике разных организмов --- от вирусов до человека; приведены базы данных по геномам. Охарактеризованы основные направления геномных исследований в начавшейся постгеномной эпохе, зародившейся после 2001 г., когда были опубликованы данные о структуре генома человека.
Книга предназначена для преподавателей, аспирантов и студентов биологических специальностей вузов, а также для широкого круга читателей, интересующихся современными достижениями молекулярной генетики и геномики.
Предисловие
В последние два десятилетия в генетике наблюдался быстрый прогресс в изучении копирования генетической информации и ее молекулярных основ у вирусов, прокариот и эукариот. В области молекулярной генетики выявлены материальные носители генетической информации, изучены закономерности кодирования, принципы управления работой генов, проведен анализ механизмов фундаментальных генетических процессов.
Еще в 1950-е гг. была доказана роль ДНК как материального носителя наследственности и стало понятно значение магистрального пути реализации генетической информации в клетке и основного постулата молекулярной генетики ДНК --> РНК --> белок. Была установлена роль рибонуклеиновой кислоты (РНК) как прямого продукта гена.
В настоящее время концепция генетической информации и ее материальных носителей является краеугольным камнем генетики и биологии в целом. К началу XXI века установлено далеко не полное знание о том, как именно, по каким общим правилам генетическая информация записана в генах, регуляторных сайтах и функциональных центрах макромолекул, в структурных элементах геномов и как она реализуется в молекулярные функции и свойства. Наши сведения об этой сложной системе пока еще не окончательны.
Френсис Крик, внесший решающий вклад в изучение генетического кода, писал: "… Это ключ к молекулярной биологии, так как он показывает, как два великих языка полимеров -- язык полинуклеотидов ДНК и язык полипептидов белков -- связаны между собой" (1966). Генетический код универсален и его основная часть одинакова для всех форм жизни на Земле. Этот вывод явился результатом массового секвенирования (определения первичной структуры биополимеров -- нуклеиновых кислот и белков) генов и белков. Алфавиты 4 нуклеотидов и 20 аминокислот считаются предзаданными. Набор аминокислот должен удовлетворять принципу достаточного разнообразия свойств для формирования глобулярных белков. В то же время встает вопрос: насколько случаен выбор 20 канонических аминокислот из более чем 200 известных?
Логическим развитием методов молекулярной генетики явилось возникновение генетической инженерии, биотехнологии и геномики.
Генетическая инженерия как технология получения рекомбинантных ДНК включает в себя методы: рестрикции, гибридизации, клонирования, определения нуклеотидных последовательностей (секвенирование) и химико-ферментативный синтез полинуклеотидов.
Биотехнология -- это многопрофильная комплексная область научно-технического прогресса, включающая микробиологический синтез, генетическую и клеточную инженерию, инженерную энзимологию. Биотехнология возникла на стык микробиологии, биохимии, биофизики, молекулярной генетики, цитологии и иммунологии. Ее уровень развития определяет во многом научно-технический потенциал страны, а прогресс ее в животноводстве в предстоящее десятилетие будет определяться развитием генной, клеточной и эмбриогенетической инженерии.
Одной из главных точек роста современной молекулярной генетики стала геномика (Ратнер, 2001). Огромным событием в генетике было секвенирование малого фага цЧ174 ("фи-десять-174") с кольцевой одноцепочечной ДНК размером 5386 п. н. Ф. Сэнджером с соавт. (1977), удостоенное Нобелевской премии 1980 г. Это достижение знаменовало собой начало новой эры в молекулярной генетике -- эры геномики. В конце 80-х гг. Были начаты первые международные программы секвенирования полных клеточных геномов бактерий, грибов, растений, насекомых, млекопитающих и человека. В настоящее время это направление получило развитие в биоинформатике -- науке о технических средствах исследования и моделирования макромолекул и их систем. Ее основными разделами являются компьютерная геномика и метаболономика (протеомика).
Последняя исследует принципиальную сторону организации метаболизма клетки и его управления со стороны генома.
При подготовке монографии использованы материалы ряда авторов, которым выражаю благодарность: Ю. П. Алтухова, В. С. Баранова, С. А. Боринской, С. В. Бокуть, Н. Н. Воронцова, В. И. Глазко, С. Е. Дромашко, Г. А. Заварзина, А. В. Зеленина, В. И. Иванова, Л. А. Калашниковой, М. А. Каменской, Л. Л. Киселева, А. С. Коничева, Л. И. Корочкина, Н. Н. Мушкамбарова, В. И. Назарова, И. Я. Павлинова, В. А. Ратнера, Е. Д. Свердлова, В. З. Тарантула, А. В. Яблокова, Н. К. Янковского, А. И. Зинченко, Е. В. Щеглова, С. Н. Щелкунова. Я благодарю также проф. В. Б. Яковлева и лаборанта каф. Генетики и разведения с/х животных Е. В. Мелюшину за помощь при оформлении работы. Выражаю искреннюю признательность профессору А. И. Шаталкину (Зоологический музей МГУ им. М. В. Ломоносова) за прочтение рукописи и важные замечания по улучшению материала.
Издание: обложка.
Параметры: формат: 60x90/16, 304 стр.
Уважаемые клиенты приносим свои извинения, но с 15 июля по 10 августа весь коллектив нашего магазина будет в отпуске. Заказы можно будет оформлять, но они будут выполнены после 10 августа. Надеемся на ваше понимание.
